浅水大型FPSO的限位控制研究

发布时间：2017-07-20 22:13

  本文关键词：浅水大型FPSO的限位控制研究

  更多相关文章： 浅水 FPSO 水动力响应 单点系泊 拖轮定位控制

【摘要】：渤海油田在我国海上石油开采中占有重要地位,工作在该区域的大型浮式生产储油船(FPSO)适应的水深均较浅,所以采用软刚臂式的单点系泊方式,可以允许FPSO像风标一样环绕着单点自由转动。但有时由于施工的要求,需要使FPSO工作区域控制在一定的角度范围内,因此研究受风浪流等环境载荷联合作用下浅水FPSO的运动响应、系泊载荷、水动力性能以及控制力等是十分重要的。 本文首先基于三维势流理论,通过频域数值模拟计算FPSO的运动响应,并与文献中试验结果进行对比,以验证频域数值模拟的可靠性。然后用频域数值模拟得到不同水深条件下FPSO的水动力参数,以此来研究浅水条件下FPSO的水动力特性。对FPSO进行动力耦合分析,求得不同载况FPSO的运动,以及所受到的外部环境载荷和软刚臂系统提供的系泊回复力,研究载况变化对其所受环境载荷及系泊力的影响。改变风速、流速、吃水环境参数,计算多种工况下拖轮定位过程中拖轮拖曳力及软刚臂系泊系统单点作用力,得到拖轮拖曳力及单点作用力的时历曲线。综合考虑拖曳力及单点作用力,择优选取最佳拖轮定位区域。 计算结果表明,浅水大型FPSO具有非常明显的浅水效应,水动力参数及运动响应与深水比有很大的差异,因此在研究浅水大型FPSO的性能时需要考虑到水深对它的影响。在给定FPSO初始位置以及工作海域环境参数的情况下,可以计算出拖轮定位过程中任意位置处拖曳力及单点作用力的大小,为确定最佳的拖轮定位方案提供依据,具有较高的工程实用价值。
【关键词】：浅水 FPSO 水动力响应 单点系泊 拖轮定位控制
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 前言8-9
• 1.2 FPSO的发展历史和现状9-12
• 1.2.1 国外FPSO的发展及研制现状9-10
• 1.2.2 国内FPSO的开发应用10-12
• 1.3 浅水中FPSO水动力研究现状12-13
• 1.4 软刚臂系泊及定位系统研究概况13-16
• 1.4.1 定位系统研究概况13-15
• 1.4.2 软刚臂系泊研究概况15-16
• 1.5 本文主要内容16-17
• 2 FPSO在波浪中的运动理论17-26
• 2.1 参考坐标系17-18
• 2.2 FPSO在波浪中运动的频域分析18-23
• 2.2.1 线性波浪载荷18-22
• 2.2.2 二阶波浪载荷22-23
• 2.3 FPSO在波浪中运动时域分析23-26
• 2.3.1 时域运动方程23-24
• 2.3.2 时域一阶波浪力24
• 2.3.3 时域二阶波浪力24-26
• 3 FPSO模型及环境载荷计算26-45
• 3.1 FPSO及其系泊系统26-28
• 3.1.1 30万吨级FPSO及其水动力模型26
• 3.1.2 系泊系统26-28
• 3.2 风载荷28-30
• 3.3 流载荷30-32
• 3.4 波浪载荷的频域分析32-43
• 3.4.1 频域结果验证32-35
• 3.4.2 FPSO一阶波激力随水深变化规律35-36
• 3.4.3 FPSO辐射阻尼随水深变化规律36-38
• 3.4.4 FPSO附加质量随水深变化规律38-40
• 3.4.5 FPSO二阶平均波浪力随水深变化规律40-41
• 3.4.6 FPSO频域运动响应随水深变化规律41-43
• 3.5 本章小结43-45
• 4 FPSO时域动力响应分析45-52
• 4.1 FPSO运动响应时历曲线45-47
• 4.2 环境载荷和系泊力时历曲线47-51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 FPSO的定位控制52-60
• 5.1 FPSO的工作工况52-53
• 5.2 拖轮定位拖曳力及单点作用力的确定53-59
• 5.2.1 拖轮拖曳力的确定53-57
• 5.2.2 软刚臂系泊系统单点受力分析57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-64
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 廖又明;;世界第一艘LPG-FPSO船简介[J];船舶设计通讯;2007年02期

2 陈小弟;我国浮式生产储油船(FPSO)的开发现状[J];船舶;2003年01期

3 杨建民,肖龙飞,彭涛,姚美旺;浅水不规则波浪中油轮运动研究[J];海洋工程;2000年03期

4 李欣,杨建民,范模;渤海油田浅水软刚臂系泊FPSO触底分析[J];海洋工程;2004年02期

5 朱林生，黄素逸，戴遗山;有限深水域中浮体水动力系数的渐近特性[J];华中理工大学学报(社会科学版);1994年04期

6 闻源;;海底矿产知多少[J];资源导刊;2010年03期

7 ;HYDRODYNAMIC BEHAVIOR OF FPSO UNDER VARIUS LOADING IN SURVIVAL STORMS IN SHALLOW WATER[J];Journal of Hydrodynamics(Ser.B);2004年04期

8 刘滋源,缪国平,刘应中;有限水深对二阶定常波浪力的影响[J];上海交通大学学报;1996年10期

9 刘应中,缪国平,李谊乐,刘滋源,刘和东,黄庆玉,马庆久;系泊系统动力分析的时域方法[J];上海交通大学学报;1997年11期

10 单连政;董本京;刘猛;王芹;李莹;齐敦苏;;FPSO技术现状及发展趋势[J];石油矿场机械;2008年10期

，

本文编号：570262